據環球網近日援引外媒報導,中國首款艦載固定翼預警機「空警」600已成功首飛。
儘管此新聞立刻引起外界廣泛關注及在社交媒體上的大量討論,但「該來的總會來」——這並不算是一條特別令人意外的消息。
我曾在另一篇本專欄文章《萬噸大驅背後的中國海軍區域防空之路》中提出過這樣一個觀點:伴隨著中國區域防空艦的技術路線從蘇俄模式全面轉向美國模式,即便中國海軍現有的兩艘航母仍保有大量俄羅斯基因,也基本可以得出結論,中國正在全力構建以航母及其搭載的艦載機聯隊為核心的「美式」遠洋海軍,而非以核潛艇為核心的「蘇式」遠洋海軍。
在此背景下,與區域防空艦的情況類似,作為一支美式遠洋海軍的重要作戰能力要素,艦載固定翼預警機也成為中國海軍的必然選擇。顯然,無論多麼先進的艦載預警直升機,它們也許能夠滿足英國、日本、印度或蘇俄海軍的作戰需求,但它們卻很難在一支美式遠洋海軍中找到自己的位置,這既與飛行平臺結構本身的限制有關,更是受到各國不同的海軍建設與運用藍圖的直接影響,下文也將對此問題做進一步探討。
換言之,「空警」600的出現在邏輯上只是個時間問題,它的浮出水面進一步印證了外界對中國下一批航母設計風格甚至整個海軍建軍方向的一系列合理推測。在當前及可見之未來,中國的航母編隊顯然亟需該型機來彌補作為一支所謂的「美式遠洋海軍」的裝備結構短板。然而,對於可能面臨革命性變化的未來海戰場來說,艦載預警機的前景如何則又是另一個值得探討的問題。
此前在中國軍事革命博物館展示的航母以及艦載預警機模型。
「空警」600
需要指出的是,截至目前中國軍方從未公開證實過「空警」600的存在,其型號名稱也是外界根據以往命名習慣猜測的。8月27日,英國《簡氏防務周刊》最早對該型機的所謂「首飛」做了報導,其主要依據來自閻良試飛基地的衛星照片。照片顯示「空警」600使用了罕見的藍色塗裝,這與中國驗證機普遍採用黃色塗裝大為不同。有分析認為,該型機為了減重使用大量複合材料,這部分是藍色塗裝;還有一小部分黃色塗裝是金屬蒙皮。照片中的預警機翼展很大,應該具有非常好的短距起降能力。
從照片來看,「空警」600尾部有4個垂直翼面,看上去與美軍E-2「鷹眼」艦載預警機非常相似。其很可能採用運7作為飛行平臺,但換裝了功率更大的渦槳-6C發動機,尾部有著艦鉤。考慮到中國目前服役的所有預警機均採用有源相控陣雷達,因此「空警」600應該不會例外,這意味著其探測目標的精度、響應速度、多目標探測能力、可靠性等核心指標很可能超越仍使用脈衝都卜勒雷達的E-2C,可與最新型號E-2D媲美。
美國《福布斯》雜誌在9月初發表的另一篇文章則對「空警」600的設計與性能妄加猜測,據此文披露,外界早在2018年3月就在武漢的一個大型水泥航母模型上見識了該機模型,這艘航母模型被認為是測試甲板布局的訓練設施。其作者認為「空警」600所使用的運7平臺基於過時的蘇制安-24輕型運輸機,最大起飛重量在28噸左右,可以容納4至6名機組成員。由於飛行平臺的性能限制,「空警」600在滯空時間這一關鍵指標上很可能落後於「鷹眼」。
雷達系統方面,文章指出「空警」600的雷達可能不像中國其他預警機一樣使用三個或更多固定陣列。衛星照片顯示其雷達罩有一個中間前緣部分,「證明」其只配備了一個雷達陣列。從理論上講,該雷達必須360度旋轉才能覆蓋全向空域。值得注意的是,美國E-2D儘管配備了「最先進」的有源相控陣雷達,但是也沒有使用三陣列。這意味著其天線仍然需要機械旋轉,探測數據的刷新理論上存在時間間隔,而中國配備三陣列有源相控陣雷達的「空警」2000預警機則可以做到全空域數據的實時刷新。中國此前在珠海航展上曾展示過一款名為「絲路眼」的單面陣機載有源相控陣預警雷達,其很可能就是「空警」600雷達的前身。該作者認為中國之所以沒有選擇已經成熟的三面陣技術,可能是因為運7平臺的動力系統無法給這種雷達提供充足的電能。另外中國已經在「空警」200上測試的共形天線和智能蒙皮貼片,未來也完全可能用到「空警」600上。
艦載預警機可大幅提升航母的態勢感知能力。
能否滑躍起飛?
目前關於「空警」600具體性能的報導仍然是基於各種零散信息的猜測,不過有一點毋庸置疑,該型機肯定將配備在中國正在建造的下一批航母上。由於中國官方早已公開證實本國在電磁彈射器領域的突破性成果,以及正在建造新型航母的計劃。因此外界對於中國下一批航母將放棄滑躍甲板並配備彈射器的推測是基本可信的。採用螺旋槳動力的預警機因起飛時滑跑加速度不夠需要更長的跑道,在航母有限甲板條件下必須用彈射器賦予預警機更高的加速度來降低滑跑距離。而中國新型航母上的彈射器就將為「空警」600提供合適的起飛條件。
從艦載預警機的發展歷史來看,此前所有未配備彈射器的航母即便安裝了滑躍甲板,在一定程度上改善了起飛條件,但還是只能配備預警直升機。這是否意味著中國已經服役的兩艘滑躍甲板航母絕對無法配備「空警」600?應該說難度肯定很大,但如果加上「絕對」二字恐怕就要打個問號了。
首先,歷史上並非沒有過為滑躍甲板航母配備固定翼預警機的嘗試。蘇聯海軍在上世紀70年代末開始研製的安-71艦載預警機採用兩臺大功率渦扇發動機,另外還裝有一臺專用於起飛助推的渦噴發動機。該型機的最明顯外形特徵是將預警雷達安裝於垂直尾翼頂端。在強大噴氣動力保障下,安-71可以直接從「庫茲涅佐夫」號航母的近點起飛位通過滑躍甲板起飛。該機的問題主要是由於雷達安裝位置導致機體過高,很難收納進航母機庫。隨著配備蒸汽彈射器的新一代航母蘇裡揚諾夫斯克級的開工建造,安-71在與更像「鷹眼」的雅克-44渦槳艦載預警機的競爭中失敗,製造出3架原型機後隨著蘇聯解體便銷聲匿跡。
現役艦載預警機一般採用彈射起飛。
預警機因其任務特點要求儘可能長的滯空時間,對飛行速度則沒有苛刻要求。而艦載固定翼預警機受航母空間所限不可能像陸基預警機那樣採用大型平臺,載油量自然難以比肩,因此只要具備起飛條件,該類機型最合適採用的動力方案還是省油的渦槳發動機。E-2、雅克-44和「空警」600均採用渦槳發動機不是偶然的,對於它們來說,也許滑躍甲板的起飛條件門檻太高,而安-71則為了滿足起飛條件在其他方面做出了犧牲。
衛星照片顯示「空警」600是一架渦槳預警機,可即便難度很大、門檻太高,也還是不能輕易給出絕對的結論。2005年,美國海軍工程試驗中心曾做過試驗,一架E-2C在25節甲板風,24.9噸起飛重量時,可以通過12度滑躍甲板的165米滑跑跑道起飛,起飛軌跡保持2.5米/秒的爬升率,符合美國海軍安全起飛標準。試驗還顯示,「鷹眼」在進入甲板上翹段前就已經達到可離艦速度,飛機操縱無明顯負擔。這表明即便這架預警機的起飛重量再大一點,或者滑跑距離再短一點,在滑躍甲板「加持」下其仍然可以安全起飛。
相比之下,「遼寧」艦和」山東」艦的遠點起飛位跑道長度約為200米(據衛星圖粗測),再加上這兩艘航母的最大航速在30節左右(參考「庫茲涅佐夫」號數據),全速逆風行駛可提供足夠強度的甲板風,無彈射滿載起飛「空警」600理論上應該問題不大。然而理論畢竟只是理論,現實使用中還有兩個問題必須考慮:一是「空警」600的動力系統是否能夠保障其與「鷹眼」接近的起飛滑跑速度;二是遠點起飛會大幅擠佔航母甲板空間,從而顯著降低航母甲板的使用效率。
「鷹眼」之前
綜上所述,在「空警」600和新一代航母服役後,中國航母編隊即將具備可與美國「尼米茲」級和「福特」級比肩的空中預警指揮能力,而即便是對於目前的兩艘過渡型滑躍甲板航母來說,用兩架「空警」600替換4架直18預警型上艦,從而彌補現有航母編隊「最重要的」作戰能力短板也並非不可能。
「最重要的」?為什麼?沒有行不行?
預警機在現代戰爭中的巨大作用在1982年的貝卡谷地空戰中首次得到淋漓盡致的發揮。而其在海戰場上的潛在價值甚至早在二戰時期就已初現。美國海軍研究空中預警系統(AEW)的最初動機就來自太平洋戰場上的切身感受:在戰爭初期,技術精湛的日本飛行員甚至貼著浪尖駕機高速接近美艦並發動攻擊,受到地球曲率影響,當時安裝在艦艇桅杆上的雷達對這類目標的探測距離僅為30至35海裡。
當戰爭進入到1944年10月以後,儘管日軍飛行員的整體訓練水平呈斷崖式下滑,但規模越來越大、組織越來越嚴密高效的自殺式攻擊卻更加放大了美國海軍的預警缺陷。空中預警不受地球曲率影響,能比艦載雷達更遠和更早地發現低空來襲目標;另外安裝在飛機上的搜索雷達依靠飛機本身的遠程高速機動能力,能夠顯著擴大艦隊的預警搜索範圍,更進一步為艦隊組織多層防空攔截贏得了窗口。
預警機可擴大艦隊的預警搜索範圍。
即便在預警機功能日益繁雜的今天,對掠海低空目標或中高空高速突防目標的遠程探測仍然是每一架艦載預警機的最基本任務。無論是驍勇的日本魚雷機和俯衝轟炸機,還是飛蛾撲火般的神風特攻機或「櫻花」自殺炸彈,它們在本質上與今天的反艦飛彈沒什麼不同。
然而理論儘管很完美,在當時的技術條件下實施起來卻面臨兩個巨大挑戰:一是早期的遠程搜索雷達體積巨大,不是一般艦載機背得動的,如果只安裝一臺類似於德國夜間戰鬥機那樣的小型空戰雷達,則起不到早期預警作用;二是早期的雷達基本不具備雜波濾除能力,預警機的最大意義在於遠距離發現低空來襲的掠海目標,在海況好時問題還不大,一旦海況惡劣,海面反射雜波很容易致盲當時俯視能力極為有限的機載雷達。
因此,直到太平洋戰爭結束前,美軍在衝繩和菲律賓等戰場應對日軍大規模自殺攻擊的早期預警手段並不是預警機,而是將大量搭載雷達的驅逐艦和護衛艦作為雷達哨艦部署於艦隊外圍,來為艦隊提供早期預警情報,這也導致該類艦艇受到了日軍的重點關照,海戰中損失極為慘重。
E-1預警機。
隨著電子元件小型化技術的突破,困擾空中預警雷達系統投入使用的第一個難題得到解決。1944年春,工程人員把通用電氣公司研製的AN/APS-20雷達安裝在TBM-3W「復仇者」艦載魚雷機上。試驗表明,TBM-3W在海況平靜的情況下能在100至120公裡距離上發現150米高度低空飛行的飛機,也可在320公裡距離發現艦船。但如果遭遇惡劣海況,該系統仍然無法正常工作。1945年,TBM-3W艦載預警機被部署到航空母艦上,還未來得及發揮作用二戰就結束了。作為世界上第一款艦載預警機,TBM-3W已經具備了預警機的基本特徵:載機、大功率搜索雷達和雷達情報傳遞通訊鏈。
1958年服役的E-1「追蹤者」是世界上第一款專門研製的艦載固定翼預警機,它的AN/APS-82預警雷達初步解決了困擾艦載預警機的第二個難題——雜波濾除,因此其可以在高海況下執行遠程目標探測和識別任務。然而「追蹤者」註定只是一款過渡產品,其基於S-2艦載反潛機的飛行平臺空間太小,無法搭載更多的任務乘員和設備,且採用落後的活塞螺旋槳發動機。因此在服役6年後就逐漸被E-2「鷹眼」所取代。
從E-2開始,艦載預警機進入到一個全新的時代。在「鷹眼」之前,空中預警仍停留在最初設想的目標探測層面;而「鷹眼」憑藉革命性的計算機戰場管理系統以及更有效的數據鏈,首次賦予了艦載預警機強大的戰場指揮、控制、管理能力。也就是說,艦載預警機已經不僅僅是一個空基雷達站,而是一個綜合化的海戰空情指揮中心。它不僅能在防禦截擊作戰中提供早期預警情報,引導指揮各種攔截平臺與火力;還可以在艦載機聯隊發起的進攻作戰中擔任空中編隊指揮官的角色。
所以,至少對於一支美式遠洋海軍來說,艦載固定翼預警機的確很重要,沒有真不行。
TBM-3W預警機,機頭下方安裝了一個大尺寸雷達罩。
新賦能
2014年6月,東太平洋,美國海軍阿利·伯克級驅逐艦「保羅·瓊斯」號連續發射了4枚新型遠程防空飛彈,所有飛彈均成功攔截靶標,這標誌著美國海軍新一代區域防空飛彈「標準」-6即將上艦服役。而在一年之前,2013年6月的一次試射中,一枚「標準」-6採用由「鷹眼」預警機中繼制導的方式成功擊毀一枚370公裡外的巡航飛彈靶彈,這次試驗真正的意義其實遠非驗證飛彈射程這麼簡單。
今天,航母編隊原有的防空作戰理念將因為「標準」-6+「鷹眼」作戰模式的出現進入一個全新的時代。繼早期預警和指揮控制兩大功能外,信息化技術正在賦予艦載預警機第三項革命性功能——為防空飛彈提供遠程中繼制導。
在「標準」-6之前,即便是在「標準」-2、「宙斯盾」、MK-41「三位一體」黃金組合上艦後,美國航母編隊的區域防空範圍仍然局限在本艦雷達視野內。受地球曲率影響,其對掠海反艦飛彈的探測距離僅有數十公裡。也就是說,複雜昂貴的區域防空飛彈實際上只能攔截類似於圖-22M這樣的轟炸機平臺,但轟炸機往往在200公裡以外就已經發射反艦飛彈並返航了,此時點防空彈才是攔截反艦飛彈的主體,然而後者的射程太短,可供攔截的窗口非常有限。
E-2D在「協同作戰系統」的支持下可支持「標準」-6防空飛彈攔截海平線外的低空目標。
這就是傳統區域防空的尷尬——適合攔截飛機但射程不足,射程足夠攔截飛彈卻又難以鎖定低空飛行的目標。因此,早在上世紀70年代蘇聯超聲速遠程反艦飛彈大批湧現時,美國約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室就提出了最原始的協同跨地平線攔截設想。受制於當時的計算機與數據鏈水平,該設想還只能停留在實驗室內。直到1996年1月,美國海軍在一次試驗中,將AN/ADS-18搜索雷達和AN/SPG-51火控雷達架設到一座海拔1160米的山頂,通過數據鏈為「伊利湖」號巡洋艦提供遠程目標搜索和照射能力,在試驗中巡洋艦共發射4枚為這次試驗專門改裝過的「標準」-2Block IIIA飛彈,結果表明攔截距離比傳統的單艦獨立搜索、跟蹤、照射模式擴大3倍以上。
面對上述試驗結果的巨大誘惑,美國海軍隨即制定了第一個協同區域防空飛彈計劃「標準」-5。然而,由於冷戰結束,「標準」-5計劃遲遲沒有得到撥款。進入21世紀後,雷神公司提出以「標準」-2Block IV飛彈為基礎,融合AIM-120主動雷達制導技術的新方案,宣稱能用一半的費用做到「標準」-5八成的性能,這就是現在的「標準」-6區域防空飛彈。
在艦載預警機的協同防空模式下,全面換裝「標準」-6後,美國航母編隊的整個防空系統運作將重新洗牌,區域防空飛彈可以部分解放艦載機,成為航母防空體系真正的中堅。在400公裡範圍內,區域防空彈將全程攔截包括轟炸機、戰鬥機、無人機和反艦巡航飛彈在內的幾乎所有高中低空目標。更大的攔截範圍與不受照射雷達限制的火力通道允許防空艦艇組織多波次綿密的防空火力。此時,點防空與區域防空的界限也已變得非常模糊,如果不是考慮到攔截彈的性價比以及艦艇適配性,點防空飛彈甚至已淪為「雞肋」。
而這一切的實現,均必須仰賴艦載預警機所提供的中繼制導服務。
艦隊需求:美式OR蘇式
艦載預警機在現代海戰中的重要性已無需再贅述,然而值得注意的是,目前全世界擁有這類飛機的國家卻並不多,擁有艦載固定翼預警機的更是只有美國和法國兩家,後者使用的機型也是「鷹眼」。換言之,目前世界上正在服役使用的艦載固定翼預警機其實只有E-2一款。顯然,它很重要,但卻並非每個國家海軍的必需品。
筆者在本文中儘管一再強調艦載固定翼預警機的巨大價值,卻也一再強調其前提條件——對於一支美式遠洋海軍這一切才成立。嚴格來說,目前世界上完全建成的美式遠洋海軍只有美國和法國(不僅擁有艦隊航母,還擁有兩棲攻擊艦和成建制的核潛艇),其特點是具備遠洋綜合作戰能力並以航母編隊為作戰核心。英國和中國海軍則正處於過渡的最後階段,在「伊莉莎白女王」號形成完整戰鬥力後,皇家海軍有望自1978年兩艘「鷹」級航母退役後重建起一支美式遠洋海軍——儘管選用EH-101預警直升機取代原計劃的MV-22預警型上艦,以及海洋級兩棲攻擊艦的退役會讓其復興的成色大打折扣。
E-2D預警機準備降落航母。
所謂以航母編隊為作戰核心,本質上就是以航母上的艦載機為作戰核心。在此基礎上,預警機作為艦載機部隊的「千裡眼」、「神經中樞」和「大腦」,在攻防兩端均承擔著整個海上作戰體系的核心角色,在這樣的海軍中,艦載預警機是必不可少的,而功能更加強大、性能更加完善的艦載固定翼預警機肯定是最優選擇,皇家海軍的輕型反潛航母+預警直升機的組合在馬島戰爭中的糟糕防空表現已經反襯出這一點。
然而,全世界並非只有美式海軍這一個選擇。蘇聯紅海軍在冷戰結束前也是一支具備遠洋綜合作戰能力的強大力量,然而其海上作戰核心卻是岸基航空兵及核潛艇。儘管紅海軍也擁有強大的水面作戰力量及航母,可那些不倫不類的「載機巡洋艦」卻從未被賦予作戰核心的重任,「莫斯科」級和「基輔」級的主要任務是反潛,「庫茲涅佐夫」號至多在反潛外提供了一定的遠程防空能力;「光榮」級和「基洛夫」級巡洋艦的確在水面艦群中位於核心地位,但在紅海軍整個攻防體系內其實也只是保障核潛艇作戰的配角。
顯然,一支以潛艇為核心的艦隊在攻防兩端都並不依賴預警機,而岸基航空兵即便需要預警機,也不是艦載預警機。冷戰結束前的蘇聯海軍呈現出向美式海軍靠攏的趨勢,然而該趨勢其實在1945年後的紅海軍發展規劃中已有數次閃現(如70年代的「奧廖爾」級核動力航母計劃),這種反覆的搖擺並不奇怪,即便蘇聯沒有解體,即便「蘇裡揚諾夫斯克」級航母建成服役,也並不意味著蘇聯海軍就會改變其堅守了幾十年的發展道路。
日本海上自衛隊、目前的英國皇家海軍和俄羅斯海軍均具備蘇聯海軍的典型特徵,即水面艦群以反潛為主,進攻能力主要依靠水下力量;印度海軍則顯示出美式海軍的諸多特點,但這四支海上力量均缺乏遠洋綜合作戰能力,對於它們來說,艦載預警直升機應該是更合適的選擇。
預警直升機整體性能無法與固定翼預警機相提並論。
挑戰
如果致力於建設一支強大的美式遠洋海軍,那麼至少在目前,艦載固定翼預警機的作用仍是無可取代的。當然,這並不是說沒有其他作戰平臺可以分擔預警機的工作,海洋偵察衛星可以監控遠超過預警機的海域面積;對於一支主要活動於近海的海軍來說,岸基預警機也可以為艦隊提供全套的預警、指揮控制、中繼制導服務;即便在遠洋,艦載無人機偵察機也可以為沒有大型航母的艦隊提供遠程情報支持。
但上述三種解決方案的硬傷也很明顯:當下海洋偵查衛星對目標海域的監控具有周期性的窗口特點,這很容易被對手利用,同時衛星也不具備預警機的戰場管理能力;岸基預警機顯然無法完全滿足遠洋艦隊的任務需求,即便是近海艦隊,直接伴隨艦隊行動的預警機對任務的響應效率也肯定比呼叫後遠道而來的岸基預警機高得多;艦載無人機的確可以搜集情報,探測目標,但也無法扮演作戰指揮平臺的角色,也許未來的確可能出現一款具備全部預警機功能的無人機,那它仍然是一款預警機,且仍然需要航母起降,只不過沒人駕駛罷了。
高超聲速武器是艦載預警機面對的最新挑戰。圖為俄羅斯米格-31截擊機發射「匕首」高超聲速飛彈。
對於艦載預警機來說真正的挑戰來自目前正在崛起的新一代海戰武器——高超聲速飛行器和反艦彈道飛彈。自誕生之日起,預警機最擅長探測的目標就是掠海而來的超低空飛行器,而高超聲速武器為了降低空氣阻力大多主要飛行在超高空或臨近空間,而反艦彈道飛彈更是直接來自太空的高速俯衝攻擊,艦載預警機對於這兩類目標的探測能力可能還不如功率更加強大的艦載「宙斯盾」雷達系統。
2018年3月,俄羅斯總統在發表國情諮文時曾向外界公開了多種俄在研的新式武器,包括「先鋒」和「匕首」兩款高超聲速飛彈,其中「匕首」飛彈由米格-31截擊機攜帶,既可以用於打擊地面目標,也可以用於攻擊水面戰艦。之後,俄羅斯國防部首次向外界公布了 「匕首」超音速飛彈的高清照片和演習發射的視頻。視頻顯示,「匕首」飛彈由編號為592的米格-31B截擊機發射,最後以高攻角的形式俯衝,並擊中一艘外形與美國「提康德羅加」級巡洋艦相似的模擬目標。除了「匕首」,俄羅斯還在研製用於裝備水面戰艦和潛艇的「鋯石」高超聲速反艦飛彈。今年7月,俄軍透露,「鋯石」飛彈在「戈爾什科夫」號護衛艦上試射成功。俄軍方對飛彈射程、準確性和速度都非常滿意。「鋯石」高超音速飛彈的測試工作已經接近尾聲。
面對新的對手,艦載預警機又將何去何從?